Сладкий запах тухлой рыбы: вариант p.Ser95Pro

Среди 850 обонятельных генов человека функциональными остались менее 400, соответственно сократилось число обонятельных рецепторов. Однако разнообразие активных генов рецепторов повышено у приматов по сравнению с другими видами, и возможно, персональный набор их вариантов определяет, насколько развито обоняние у того или иного человека.

Чтобы исследовать, как генетика влияет на обоняние, ученые из исландского проекта DeCode Genetics провели GWAS (полногеномный поиск ассоциаций) для 9122 исландцев, которых протестировали на восприятие запахов. Участникам давали устройство, похожее на авторучку, которое при открывании крышечки выделяло один из шести запахов: рыбы, лакрицы, корицы, лимона перечной мяты и банана. Испытуемых просили определить запах и по семибалльной шкале оценить его интенсивность и приятность. Затем ученые проверили полученные на отдельной выборке, включавшей еще 2204 человек.

Исследователи нашли миссенс-вариант p.Ser95Pro в гене TAAAR5, связанный со сниженным восприятием запаха рыбы. Несколько вариантов в генах OR6C70 и OR6C68 были ассоциированы с лучшим восприятием и распознаванием запаха лакрицы, а генетические варианты вблизи кластера обонятельных рецепторов на 11-й хромосоме, в особенности rs317787-T — со способностью распознавать запах корицы.

В целом испытуемые отмечали рыбный запах как наименее приятный, а перечную мяту угадывали чаще всего. Оцениваемые уровни интенсивности запахов предсказуемо уменьшались с увеличением возраста участников. Интересно, что с возрастом снизились оценки приятности запахов корицы, лимона, лакрицы и мяты, а вот рыбный запах для старших участников стал менее неприятным.

Ген TAAR5 кодирует рецептор следовых количество аминов 5-го типа. Носители миссенс-варианта p.Ser95Pro менее остро воспринимали запах триметиламина — бактериального метаболита, который присутствует в тухлой рыбе, выделениях животных и человека. Люди с таким вариантом чаще затруднялись назвать этот запах и ставили более высокие оценки его приятности. Они реже ассоциировали его с чем-то дурно пахнущим и чаще использовали нейтральные или положительные ассоциации: «картошка». «кетчуп» и даже «карамель» и «роза». Анализ in silico позволяет предположить, что замена серина на пролин в рецепторе влияет на его функции, по-видимому, нарушая взаимодействие с лигандом.

Частота этого варианта в разных популяциях, как показал поиск в базе данных, различна: 2,2% среди исландцев, 1,7% среди шведов, 0,8% среди жителей Южной Европы и 0,2% среди африканцев.

Варианты в генах ORC6C70, ORC6C68 (наиболее распространенный — p.Lys233Asn в OR6C70) связаны с увеличенной чувствительностью к транс-анетолу, компоненту запахов лакрицы, аниса и фенхеля. Носители этих вариантов находят запах лакрицы более интенсивным и приятным и точнее его распознают. Они чаще встречаются в Восточной Азии, чем в Европе.

Таким образом, вариации обонятельных генов у людей влияют на восприятие запахов. Авторы статьи отмечают, что относительно высокая частота гена, снижающего отвращение к запаху рыбы, среди исландцев объяснима культурными особенностями страны. Рецептор TAAR5 человека активируется запахом тухлой рыбы, но не свежей, поэтому считается, что его роль — вызывать отвращение к испорченной пище и препятствовать попаданию в организм патогенных бактерий. Однако продукты, богатые триметиламином, не обязательно вредны. Исландцы традиционно употребляли в пищу большие количества рыбы, в том числе ферментированное мясо акулы и ската, которое было важным источником белка в средние века, и сушеную рыбу, популярную в Исландии до сих пор. Хотя в отношении к подобным продуктам важную роль играет привычка и воспитание, генетика, возможно, тоже вносит свой вклад.

Кроме того, это исследование показывает, что способность человека узнавать и называть запахи определяется генетической вариабельностью рецепторов (а не только, например, генов, регулирующих нейроанатомические связи в участках коры мозга, которые ответственны за восприятие обонятельных сигналов).

Обширное разнообразие вариантов и географически различающаяся частота аллелей повышают вероятность того, что обонятельная рецепция человека все еще оттачивается естественным отбором, отмечают авторы. Они заявляют, что продолжат исследования обоняния, в том числе используют свои тесты для изучения аносмии у больных COVID-19.